高溫用閘閥的制作方法
【專利摘要】一種高溫用閘閥(1)，閥箱(2)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向部件(20)，該導(dǎo)向部件(20)將開閉流路的閥芯(4)向開閉方向進(jìn)行導(dǎo)向，閥箱(2)具有：閥箱主體部(7)，其具有流路；以及閥帽部(8)，閥芯(4)一邊與導(dǎo)向部件(20)滑動接觸一邊向開閉方向(A、B)移動，在關(guān)閉位置(S)，閥芯(4)突入閥箱主體部(7)內(nèi)而切斷流路，在打開位置(O)，閥芯(4)從閥箱主體部(7)內(nèi)退入閥帽部(8)內(nèi)，導(dǎo)向部件(20)沿開閉方向(A、B)被分割成多個分割導(dǎo)向體(21)，各分割導(dǎo)向體(21)被焊接在閥箱(2)內(nèi)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種例如具有盤片狀閥芯的高溫用閘閥。 局溫用鬧閥

【背景技術(shù)】
[0002] 以往，作為這種高溫用閘閥，例如圖10、圖11所示，在閥箱101內(nèi)，設(shè)有對流路102 進(jìn)行開閉的閥芯103 (閥門），以及將閥芯103向開閉方向Q導(dǎo)向的導(dǎo)向裝置104。閥箱101 具有閥箱主體部105和閥帽部106,閥箱主體部105具有流路102,閥帽部106形成在閥箱 主體部105的外周部上。
[0003] 導(dǎo)向裝置104由四根導(dǎo)軌108構(gòu)成。這些導(dǎo)軌108分別是在開閉方向Q上較長的 長條狀的一根物件的部件，且通過焊接而固定在閥箱101的內(nèi)表面上。另外，導(dǎo)軌108的焊 接部109形成在導(dǎo)軌108的整個長度上。
[0004] 這樣，當(dāng)閥芯103移動到全開位置時，閥芯103就退入到閥帽部106內(nèi)，流體110 沿流路102從上游側(cè)流向下游側(cè)。此時，一部分流體110從閥箱主體部105流入閥帽部106 內(nèi)。另外，如圖10所示，當(dāng)閥芯103移動到全閉位置S時，則流路102被閥芯103切斷。
[0005] 另外，當(dāng)閥芯103從全開位置移動到全閉位置S時，氮?dú)饩蛷耐獠孔⑷腴y帽部106 內(nèi)，閥帽部106內(nèi)的流體110因氮?dú)舛或?qū)逐到閥箱主體部105,閥帽部106內(nèi)就充滿氮?dú)狻?由于該氮?dú)獾膲毫κ歉哂诹黧w110壓力的高壓，故可防止流體110從閥芯103的上游側(cè)侵 入閥帽部106內(nèi)，因此，流體110不會從閥芯103的上游側(cè)在閥帽部106內(nèi)迂回后漏向閥芯 103的下游側(cè)。
[0006] 當(dāng)閥芯103如此向開閉方向Q移動時，由于閥芯103由導(dǎo)軌108導(dǎo)向，故可防止閥 芯103晃動。另外，上述那樣的高溫用閘閥111被記載在例如下述專利文獻(xiàn)1中。
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本實(shí)用新型登錄第2589344號
[0008] 但是，在上述的以往形式中，在流體110是約為700°C左右的高溫流體的情況下， 每次對閥芯103進(jìn)行開閉時，導(dǎo)軌108的溫度就產(chǎn)生很大變化。圖12的曲線圖是表示利用 數(shù)值計(jì)算來模擬開閉條件時，相對于閥芯103的開閉的導(dǎo)軌108的溫度變化的示圖，橫軸表 示時間，縱軸表示導(dǎo)軌108的溫度。另外，在打開閥芯103的情況下（參照打開1?打開 4)，高溫流體110在閥箱主體部105內(nèi)流動的同時還流入閥帽部106內(nèi)，因此導(dǎo)軌108被流 體110加熱而成為高溫。
[0009] 另外，在關(guān)閉閥芯103的情況下（參照關(guān)閉1?關(guān)閉4)，閥帽部106內(nèi)就被氮?dú)獬?滿，由于氮?dú)獾臏囟鹊陀诹黧w110的溫度，引出導(dǎo)軌108被氮?dú)饫鋮s而成為低溫。
[0010] 如此，例如每20分鐘進(jìn)行一次閥芯103的開閉，每開閉一次就如上述那樣導(dǎo)軌108 的溫度相應(yīng)產(chǎn)生大的變化，導(dǎo)軌108反復(fù)進(jìn)行膨脹和收縮。此時，由于導(dǎo)軌108與閥箱101 之間產(chǎn)生溫度差，故導(dǎo)軌108與閥箱101的膨脹和收縮程度產(chǎn)生差異，導(dǎo)軌108的焊接部 109反復(fù)產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力，從而會有這樣的問題：該熱應(yīng)力導(dǎo)致導(dǎo)軌108的焊接部109的 壽命變短。另外，若超過焊接部109的壽命，則有可能會使焊接部109因熱疲勞而斷裂，因 此必須頻繁進(jìn)行檢修和補(bǔ)修。 toon] 作為這種問題的對策，如上述專利文獻(xiàn)1記載的那樣，考慮這樣的結(jié)構(gòu)：不將導(dǎo)軌 108焊接在閥箱101的內(nèi)表面上，而在閥箱101的內(nèi)表面形成凹槽，在導(dǎo)軌108上形成凸條 部，使導(dǎo)軌108的凸條部卡合在閥箱101的凹槽內(nèi)。
[0012] 但是，在這種結(jié)構(gòu)中，由于導(dǎo)軌108未完全固定在閥箱101上，故導(dǎo)軌108有可能 因凸條部與凹槽之間微小的間隙而產(chǎn)生晃動從而發(fā)生振動。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 發(fā)明所要解決的課題
[0014] 本發(fā)明的目的在于，提供一種高溫用閘閥，能可靠地將導(dǎo)向部件固定在閥箱內(nèi)，可 延長導(dǎo)向部件的焊接部的壽命。
[0015] 用于解決課題的手段
[0016] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的高溫用閘閥，閥箱內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向部件，該導(dǎo)向部件將開閉 流路的閥芯向開閉方向進(jìn)行導(dǎo)向，
[0017] 閥箱具有：閥箱主體部，該閥箱主體部具有流路；以及閥帽部，
[0018] 閥芯一邊與導(dǎo)向部件滑動接觸一邊向開閉方向移動，在關(guān)閉位置，閥芯突入閥箱 主體部內(nèi)而切斷流路，在打開位置，閥芯從閥箱主體部內(nèi)退入閥帽部內(nèi)，該高溫用閘閥的特 征在于，
[0019] 導(dǎo)向部件沿閥芯的開閉方向被分割成多個分割導(dǎo)向體，
[0020] 各分割導(dǎo)向體被焊接在閥箱內(nèi)。
[0021] 這樣，由于閥芯一邊與導(dǎo)向部件滑動接觸一邊被導(dǎo)向開閉方向，故閥芯順暢地向 開閉方向移動。
[0022] 由于各分割導(dǎo)向體被焊接在閥箱內(nèi)，故導(dǎo)向部件能可靠地固定在閥箱內(nèi)。另外，通 過將導(dǎo)向部件分割成多個分割導(dǎo)向體，從而減少導(dǎo)向部件的焊接部的塑性應(yīng)變振幅，增大 了達(dá)到斷裂為止的熱應(yīng)力的重復(fù)次數(shù)，故延長了導(dǎo)向部件的焊接部的壽命。
[0023] 另外，本發(fā)明的高溫用閘閥是，在相鄰的分割導(dǎo)向體之間形成有間隙，該間隙作為 熱膨脹余量。
[0024] 這樣，通過高溫流體在閥箱內(nèi)的流路流動，即使分割導(dǎo)向體被加熱產(chǎn)生熱膨脹，間 隙也僅以分割導(dǎo)向體的熱膨脹量縮短，此時，相鄰一方的分割導(dǎo)向體的端面與另一方的分 割導(dǎo)向體的端面不接觸，仍被保持為離開的狀態(tài)。
[0025] 相反，如果一方的分割導(dǎo)向體的端面與另一方的分割導(dǎo)向體的端面接觸而互相按 壓，由于由此產(chǎn)生的應(yīng)力施加在焊接部上，故縮短了焊接部的壽命。該第2發(fā)明的高溫用閘 閥，可防止這種應(yīng)力的增加，能夠延長焊接部的壽命。
[0026] 此外，本發(fā)明的高溫用閘閥是，在分割導(dǎo)向體的端部形成有未被焊接的非焊接部， 焊接部連續(xù)形成在分割導(dǎo)向體的長度方向的除了非焊接部之外的區(qū)域。
[0027] 這樣，由于在分割導(dǎo)向體的端部之間相鄰的相鄰部分形成有非焊接部，故可防止 焊接部在相鄰部分產(chǎn)生開裂。
[0028] 相反，如果取消分割導(dǎo)向體端部的非焊接部，在從相鄰一方的分割導(dǎo)向體的端部 至另一方分割導(dǎo)向體的端部之間連續(xù)形成焊接部的情況下，在分割導(dǎo)向體的相鄰部分上， 焊接部有可能產(chǎn)生開裂。該第3發(fā)明的高溫用閘閥，可防止這種焊接部的開裂。
[0029] 另外，由于在除了分割導(dǎo)向體端部的非焊接部外的區(qū)域，連續(xù)形成有焊接部，故焊 接部與分割導(dǎo)向體的接觸面積及焊接部與閥箱的接觸面積分別增大。因此，當(dāng)分割導(dǎo)向體 的熱量通過焊接部而傳遞到閥箱時，焊接部的傳熱面積變大，分割導(dǎo)向體與閥箱的溫度差 變小。由此，可減少在分割導(dǎo)向體的焊接部產(chǎn)生的熱應(yīng)力，可延長焊接部的壽命。
[0030] 此外，可容易地處理焊接部的端部所產(chǎn)生的弧坑（形成在焊縫終端的凹陷）。
[0031] 另外，本發(fā)明的高溫用閘閥，導(dǎo)向部件沿閥芯的開閉方向具有與閥芯滑動接觸的 導(dǎo)向面，
[0032] 在相鄰的分割導(dǎo)向體的導(dǎo)向面的端部，形成有將角去除后的倒角部。
[0033] 這樣，閥芯一邊在導(dǎo)向部件的導(dǎo)向面上滑動一邊由導(dǎo)向部件向開閉方向?qū)颉４?時，閥芯可從相鄰一方的分割導(dǎo)向體的導(dǎo)向面向另一方的分割導(dǎo)向體的導(dǎo)向面順暢地移 動。
[0034] 此外，本發(fā)明的高溫用閘閥，分割導(dǎo)向體的長度為200?400mm。
[0035] 發(fā)明的效果
[0036] 如上所述，米用本發(fā)明，能可靠地將導(dǎo)向部件固定在閥箱內(nèi)，同時可延長導(dǎo)向部件 的焊接部的壽命，可減少檢修和修補(bǔ)的次數(shù)，可以例如防止進(jìn)行2?4年連續(xù)運(yùn)行的裝置的 意外停止。
[0037] 另外，由于以熱膨脹余量形成間隙，因此，即使間隙以分割導(dǎo)向體的熱膨脹量縮 短，也可將相鄰一方的分割導(dǎo)向體的端面與另一方的分割導(dǎo)向體的端面保持成離開的狀 態(tài)，由此，可防止應(yīng)力增加，延長焊接部的壽命。
[0038] 另外，由于在分割導(dǎo)向體的端部之間相鄰的相鄰部分形成有非焊接部，因此，可防 止焊接部在相鄰部分產(chǎn)生開裂，由此，可延長焊接部的壽命。
[0039] 另外，由于分割導(dǎo)向體至閥箱的傳熱面積變大，因此，分割導(dǎo)向體與閥箱的溫度差 變小。由此，可減少在分割導(dǎo)向體的焊接部產(chǎn)生的熱應(yīng)力，可延長焊接部的壽命。
[0040] 另外，可容易地處理在焊接部的端部產(chǎn)生的弧坑。
[0041] 另外，由于閥芯從相鄰一方的分割導(dǎo)向體向另一方的分割導(dǎo)向體順暢地移動，因 此，可順暢地進(jìn)行閥芯的開閉。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042] 圖1是從流入口側(cè)看本發(fā)明實(shí)施形態(tài)中的高溫用閘閥的示意圖，一半表示外表 面，剩余一半表示水平截面。
[0043] 圖2是圖1中的X-X向視圖。
[0044] 圖3是該高溫用閘閥的縱剖視圖，表示全開狀態(tài)。
[0045] 圖4是圖2中的X-X向視圖。
[0046] 圖5是該高溫用閘閥的導(dǎo)軌的立體圖。
[0047] 圖6是該高溫用閘閥的導(dǎo)軌的側(cè)視圖。
[0048] 圖7是該高溫用閘閥的導(dǎo)軌的分割軌道體的相鄰部分的放大側(cè)視圖。
[0049] 圖8是表示高溫用閘閥的分割軌道體的長度與最大等效塑性應(yīng)變振幅及容許應(yīng) 力比之間的關(guān)系的曲線圖。
[0050] 圖9是按各長度不同的分割軌道體表示高溫用閘閥的使用時間與塑性應(yīng)變振幅 之間的關(guān)系的曲線圖。
[0051] 圖10是以往的高溫用閘閥的剖視圖。
[0052] 圖11是圖10的高溫用閘閥的主要部分（導(dǎo)軌）的剖視圖。
[0053] 圖12是表示高溫用閘閥的使用時間與導(dǎo)軌的溫度之間的關(guān)系的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0054] 下面，參照說明書附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。
[0055] (第1實(shí)施形態(tài)）
[0056] 在第1實(shí)施形態(tài)中，如圖1、圖2所示，高溫用閘閥1的閥箱2內(nèi)具有：對上下方向 的流路3進(jìn)行開閉的閥芯4(閥門）；以及將閥芯4向開閉方向A、B導(dǎo)向的導(dǎo)向裝置5。另 夕卜，開閉方向A、B設(shè)定成與流路3正交的水平方向。
[0057] 另外，閥箱2具有：內(nèi)部具有流路3的閥箱主體部7 ;以及形成于閥箱主體部7的 外周部的閥帽部8 (閥芯收納部）。閥箱主體部7的上部具有流入口 9,下部具有流出口 10。
[0058] 在閥箱主體部7內(nèi)設(shè)有閥座11，閥芯4在全閉位置S突入閥箱主體部7內(nèi)而將流 路3切斷。另外，閥箱主體部7內(nèi)與閥帽部8內(nèi)連通，閥芯4在全開位置0從閥箱主體部7 內(nèi)退入閥帽部8內(nèi)。另外，在閥箱2上連接有吹氣用配管12,吹氣用配管12將作為吹氣用 氣體一例子的氮?dú)?9注入閥帽部8內(nèi)。
[0059] 閥芯4由上下一對雙盤片13構(gòu)成，且與閥桿14的端部連接。閥桿14的端部具有 楔塊15。楔塊15是越向閥芯4關(guān)閉方向B的端部越縮小的楔型部件，具有一對傾斜面16。 這些傾斜面16與形成于雙盤片13的受壓面17抵接。另外，如圖1、圖4所示，雙盤片13在 寬度方向的兩側(cè)部具有向徑向外側(cè)突出的導(dǎo)向突片18。另外，閥芯4的雙盤片13的寬度方 向與開閉方向A、B和流路3的流路軸心方向互相正交。
[0060] 導(dǎo)向裝置5由沿開閉方向A、B的較長的四根長尺寸狀的導(dǎo)軌20 (導(dǎo)向部件的一例 子）構(gòu)成。各導(dǎo)軌20分別在開閉方向A、B(長度方向）上被分割成六根（多根的一例子） 的分割軌道體21 (分割導(dǎo)向體的一例子）。各分割軌道體21是截面為四方形的軌道體，焊 接在閥箱2的內(nèi)表面。
[0061] 如圖5?圖7所示，在相鄰的分割軌道體21之間形成有作為熱膨脹余量的間隙 23?？紤]分割軌道體21的熱膨脹量來設(shè)定常溫時的間隙23的大小，例如設(shè)定成約1_左 右。
[0062] 另外，在分割軌道體21的端部之間相鄰的相鄰部分24,形成有未焊接的非焊接部 25。非焊接部25形成在各分割軌道體21的兩端部，且如圖7所示，其長度J的一例子是設(shè) 定為約10_左右。另外，焊接部26(參照圖5?圖7的涂黑部分）在分割軌道體21的長 度方向，連續(xù)形成在除了非焊接部25外的區(qū)域。即，從分割軌道體21的一端部的非焊接部 25到另一端的非焊接部25之間，連續(xù)形成焊接部26。
[0063] 另外，關(guān)于上述間隙23的形成方法，是在常溫下對分割軌道體21進(jìn)行焊接時，將 被稱作紙板襯墊（日語：力一卜一卜'' 5 4于一）的部件夾在分割軌道體21之間，通過對 分割軌道體21進(jìn)行焊接后的熱處理燒去紙板襯墊，燒去后剩余的空間就被確保為間隙23。
[0064] 如圖4?圖6所示，導(dǎo)軌20具有沿開閉方向A、B的導(dǎo)向面28,該導(dǎo)向面28與閥 芯4的導(dǎo)向突片18滑動接觸。如圖7所示，在相鄰的分割軌道體21的導(dǎo)向面28的兩端部 去除角后形成有傾斜的倒角部29。
[0065] 另外，關(guān)于閥箱2與導(dǎo)軌20的材質(zhì)，使用例如耐熱合金鋼，關(guān)于焊接部26的材質(zhì)， 使用例如鎳鉻系的耐熱合金等。另外，如圖6所示，分割軌道體21的長度C設(shè)定為200? 400mm〇
[0066] 下面，說明上述結(jié)構(gòu)的作用。
[0067] 如圖1的假想線及圖3所示，當(dāng)閥芯4移動到全開位置0時，閥芯4就退入閥帽部 8內(nèi)，例如高溫空氣或輕質(zhì)碳?xì)浠衔锏鹊母邷亓黧w31沿流路3從上游側(cè)流向下游側(cè)。此 時，一部分流體31從閥箱主體部7內(nèi)流入閥帽部8內(nèi)。
[0068] 另外，如圖1的實(shí)線及圖2所示，當(dāng)閥芯4移動到全閉位置S時，閥芯4就突入閥 箱主體部7內(nèi)，楔塊15的傾斜面16壓接在雙盤片13的受壓面17上，雙盤片13被按壓在 閥座11上而切斷流路3。
[0069] 另外，當(dāng)閥芯4從全開位置0向全閉位置S移動時，氮?dú)?9就從吹氣用配管12被 注入閥帽部8內(nèi)，閥帽部8內(nèi)的流體31因氮?dú)?9而被驅(qū)逐到閥箱主體部7內(nèi)，閥帽部8內(nèi) 被氮?dú)?9充滿。由于該氮?dú)?9的壓力高于流體31的壓力，故可防止流體31從全閉位置S 的閥芯4的上游側(cè)侵入閥帽部8內(nèi)，因此，流體31不會從全閉位置S的閥芯4的上游側(cè)在 閥帽部8內(nèi)迂回之后漏向閥芯4的下游側(cè)。
[0070] 如此，當(dāng)閥芯4向開閉方向A、B移動時，由于閥芯4由導(dǎo)軌20導(dǎo)向，故可防止閥芯 4向流路軸心方向的晃動。此時，由于閥芯4的導(dǎo)向突片18與導(dǎo)軌20的導(dǎo)向面28滑動接 觸并向開閉方向A、B移動，故產(chǎn)生滑動阻力。
[0071] 如圖7所示，由于在各分割軌道體21的導(dǎo)向面28的兩端部形成有倒角部29,故閥 芯4的導(dǎo)向突片18可從相鄰一方的分割軌道體21的導(dǎo)向面28向另一方的分割軌道體21 的導(dǎo)向面28順暢地移動。
[0072] 由于各分割軌道體21焊接在閥箱2的內(nèi)表面，故導(dǎo)軌20被可靠地固定在閥箱2 內(nèi)。另外，如圖6所示，通過將導(dǎo)軌20分割成多個分割軌道體21，從而減少焊接部26的塑 性應(yīng)變振幅，增大達(dá)到斷裂為止的熱應(yīng)力的反復(fù)次數(shù)，因此，延長了焊接部26的壽命。
[0073] 作為一例子，圖8中實(shí)線所示的曲線G1表示分割軌道體21的長度C(參照圖6) 與在焊接部26產(chǎn)生的最大等效塑性應(yīng)變振幅（日語：最大相當(dāng)塑性歪振幅）Ep之間的 關(guān)系，涂黑的方點(diǎn)子表示相對于分割軌道體21長度C的最大等效塑性應(yīng)變振幅E p的數(shù)值。
[0074] 另外，所謂曲線G1橫軸所示的分割軌道體21的長度C，是例如將導(dǎo)軌20的全長 D(參照圖6)設(shè)為1500mm，將該導(dǎo)軌20分割為二份?十六份后的長度，并設(shè)定為下述表1 那樣的數(shù)值。例如，在將導(dǎo)軌20分割為六份、即分割為六根分割軌道體21的情況下，一根 分割軌道體21的長度C就是250mm。
[0075] 表 1
[0076] mm |分割軌道體的長度c (一根） 2~^ 750mm 3 份 500mm 4 份 375mm 5 份 300mm 6 份 250mm 187mm 13 份 115mm 16 份 94mm
[0077] 根據(jù)上述圖8的曲線Gl，有這樣的關(guān)系：隨著導(dǎo)軌20的分割數(shù)的增加，分割軌道 體21長度的減小，則最大等效塑性應(yīng)變振幅E p下降。
[0078] 此處，根據(jù)曼森-科菲定律（日語^ 法則），塑性應(yīng)變振幅 Ep與達(dá)到破裂為止的反復(fù)次數(shù)乂之間具有下述式（1)所示的關(guān)系。
[0079] [公式 1]
[0080] Ep-N*，2=〇.5Ef 式⑴
[0081] 另外，在上式（1)中，^是焊接部26或分割軌道體21的材料固有的常數(shù)。
[0082] 根據(jù)上式（l)，Ep越小，達(dá)到焊接部26斷裂的反復(fù)次數(shù)乂就越增大，故延長了焊接 部26的壽命。
[0083] 另外，圖8中曲線G1左縱軸所示的最大等效塑性應(yīng)變振幅Ep可通過數(shù)值解析而 求出。例如，如上述圖12中的曲線所示，在從常溫開始每20分鐘對閥芯4進(jìn)行一次開閉， 重復(fù)進(jìn)行四次的情況下，在焊接部26所產(chǎn)生的塑性應(yīng)變與時間的關(guān)系如圖9曲線Ga?Gc 所示。用虛線所示的曲線Ga表示如上述表1所示那樣將導(dǎo)軌20分割成二份（即分割成二 根分割軌道體21)時的塑性應(yīng)變的變化，用點(diǎn)劃線所示的曲線Gb表示將導(dǎo)軌20分割成六 份（即分割成六根分割軌道體21)時的塑性應(yīng)變的變化，用實(shí)線所示的曲線Gc表示將導(dǎo)軌 20分割成十六份（即分割成十六根分割軌道體21)時的塑性應(yīng)變的變化。
[0084] 此處，最大等效塑性應(yīng)變振幅Ep，是每個曲線Ga?Gc各自所求出的多個塑性應(yīng)變 振幅ΛΕ ρ1?ΛΕρ7的平均值。即，各塑性應(yīng)變振幅ΛΕρ? ΛΕρ7是從各曲線的峰頂點(diǎn)至谷 底點(diǎn)的振幅，相對于各個長度C的分割軌道體21的最大等效塑性應(yīng)變振幅Ε ρ根據(jù)下述式 ⑵求出。
[0085] Ερ = (ΔΕρ1+ΔΕρ2+……Δ Ερ6+ Δ Ερ7) /7 式（2)
[0086] 另外在曲線Ga?Gc中，由于始終是以將導(dǎo)軌20分割成多個分割軌道體21時的 相對評價(jià)為目的，因此根據(jù)條件最嚴(yán)格的、基于在圖12所示的從常溫開始每20分鐘對閥芯 4進(jìn)行一次開閉、并重復(fù)四次的情況下的數(shù)值解析，來求出塑性應(yīng)變。
[0087] 另外，當(dāng)閥芯4的導(dǎo)向突片18-邊與導(dǎo)軌20的導(dǎo)向面28滑動接觸一邊向開閉方 向A、B移動時，產(chǎn)生滑動阻力，容許應(yīng)力比Fs定義為這樣一種標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)表示相對于該滑 動阻力的焊接部26的安裝強(qiáng)度，容許應(yīng)力比Fs根據(jù)下述式（3)求出。
[0088] Fs = 0. 8 · 〇 s/ 〇 式（3)
[0089] 此處，上述σ s是焊接部26的焊接材料的容許應(yīng)力，該容許應(yīng)力根據(jù)"ASME鍋 爐及壓力容器規(guī)范第VIII卷第1冊第II部分D篇"（英文：ASME Boiler and pressure vessel code SectionVIII Dividionl，SectionII Part D)確定。另外，上述 σ 是在焊接 部26產(chǎn)生的剪切應(yīng)力（N/mm2)。
[0090] 上述剪切應(yīng)力σ根據(jù)下述式（4)求出。
[0091] [公式 2]
[0092] σ = ...............................= -ig#:S 式⑷ 〇.5-h*L O.i-h-L
[0093] 此處，F(xiàn)m是閥芯4的重量產(chǎn)生的載荷（N)，F(xiàn)p是閘閥1的上下游之間的差壓產(chǎn)生的 載荷（N)，h是圖4所示的焊接部26的腳長（mm)，L是圖6所示的焊接部26的長度（mm)。 另外，Μ是閥芯4的質(zhì)量（kg)，μ是閥芯4的導(dǎo)向突片18與導(dǎo)軌20的摩擦系數(shù)，g是重力 加速度（m/s 2)，ΛΡ是上下游之間的差壓（N/mm2)。S是流入口 9的開口面積（mm2)，上述式 (4)的分母上的數(shù)值0.5表示焊接效率。
[0094] 另外，上述各載荷Fm、Fp是作用在閥芯4下游側(cè)的導(dǎo)向突片18與導(dǎo)軌20的接觸 部分上的載荷。理想的是，上述閥芯4的重量產(chǎn)生的載荷Fm均勻分散負(fù)載在導(dǎo)向突片18與 導(dǎo)軌20的接觸部分整個面上，但在本實(shí)施形態(tài)中，上述載荷Fm不均勻負(fù)載，而假定是集中 負(fù)載在任一根分割軌道體21上的情況下，來求出在上述焊接部26產(chǎn)生的剪切應(yīng)力〇。根 據(jù)上述式（4)，焊接部26的長度L越短，則剪切應(yīng)力 〇越大，故根據(jù)上述式（3)，容許應(yīng)力 比Fs下降，由此，減少了相對于在閥芯4開閉移動時產(chǎn)生的滑動阻力的焊接部26的安裝強(qiáng) 度。
[0095] 因此，如上述圖8的曲線Gl、G2所示，有這樣的傾向：增加導(dǎo)軌20的分割數(shù)使得 分割軌道體21的長度C越短，則最大等效塑性應(yīng)變振幅Ep下降從而減少熱應(yīng)力的影響，但 相反，容許應(yīng)力比Fs下降，相對于在閥芯4的開閉移動時產(chǎn)生的滑動阻力的焊接部26的安 裝強(qiáng)度下降。因此可以說，將分割軌道體21的長度C縮短，雖然在減少熱應(yīng)力的影響這方 面較佳，但在安裝強(qiáng)度這方面不佳。因此，為了獲得減少熱應(yīng)力的影響和安裝強(qiáng)度兩方的平 衡，確保焊接部26的足夠的壽命和大約1?1. 5范圍的容許應(yīng)力比Fs，而將分割軌道體21 的長度C設(shè)定在200?400mm范圍。
[0096] 另外，如圖3所示，通過閥芯4移動至全開位置0,高溫流體31在閥箱2內(nèi)的流路 3進(jìn)行流動，即使分割軌道體21被加熱產(chǎn)生熱膨脹，但是由于如圖6所示那樣，考慮分割軌 道體21的熱膨脹量來設(shè)定間隙23的大小，故間隙23僅以熱膨脹量被縮短，此時，相鄰一方 的分割軌道體21的端面與另一方的分割軌道體21的端面不接觸，而被保持為離開的狀態(tài)。 [0097] 相反，如果一方的分割軌道體21的端面與另一方的分割軌道體21的端面接觸而 互相按壓，由于由此產(chǎn)生的應(yīng)力施加在焊接部26上，故焊接部26的壽命就被縮短。本實(shí)施 形態(tài)的高溫用閘閥1，可防止這種應(yīng)力的增加，延長焊接部26的壽命。
[0098] 另外，由于在分割軌道體21之間的相鄰部分24不是形成有焊接部26而是形成有 非焊接部25,故可防止焊接部26在相鄰部分24產(chǎn)生開裂。
[0099] 相反，如果取消非焊接部25,從相鄰一方的分割軌道體21的端部至另一方的分割 軌道體21的端部之間連續(xù)形成焊接部26的情況下，則焊接部26在相鄰部分24有可能產(chǎn) 生開裂。本實(shí)施形態(tài)的高溫用閘閥1，可防止這種焊接部26的開裂。
[0100] 另外，由于焊接部26連續(xù)形成在除了分割軌道體21端部的非焊接部25以外的區(qū) 域，故焊接部26與分割軌道體21的接觸面積及焊接部26與閥箱26的接觸面積分別增大。 因此，當(dāng)分割軌道體21的熱量通過焊接部26而傳遞到閥箱2時，焊接部26中的傳熱面積 變大，分割軌道體21與閥箱2的溫度差變小。由此，減少了在焊接部26產(chǎn)生的熱應(yīng)力，可 延長焊接部26的壽命。
[0101] 另外，由于在相鄰一方的分割軌道體21的焊接部26的端部與另一方的分割軌道 體21的焊接部26的端部之間形成非焊接部25,故可容易地處理在焊接部26的端部產(chǎn)生的 弧坑（形成于焊縫終端的凹陷）。
[0102] 在上述實(shí)施形態(tài)中，如圖6所示，以全長D為1500mm的導(dǎo)軌20為例進(jìn)行了說明， 但并不限于1500mm，即使全長D是1500mm以外，也可獲得同樣的傾向。另外，在實(shí)施形態(tài)中 使用的數(shù)值僅是一例，并不限于各數(shù)值。
[0103] 在上述實(shí)施形態(tài)中，如圖7所示，作為倒角部29的一例子，去除導(dǎo)向面28端部的 角而形成平坦的傾斜面，但也可代替傾斜面而形成圓弧狀的曲面。
【權(quán)利要求】
1. 一種高溫用閘閥，閥箱內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向部件，該導(dǎo)向部件將開閉流路的閥芯向開閉方向 進(jìn)行導(dǎo)向， 閥箱具有：閥箱主體部，該閥箱主體部具有流路；以及閥帽部， 閥芯一邊與導(dǎo)向部件滑動接觸一邊向開閉方向移動，在關(guān)閉位置，閥芯突入閥箱主體 部內(nèi)而切斷流路，在打開位置，閥芯從閥箱主體部內(nèi)退入閥帽部內(nèi)，該高溫用閘閥的特征在 于， 導(dǎo)向部件沿閥芯的開閉方向被分割成多個分割導(dǎo)向體， 各分割導(dǎo)向體被焊接在閥箱內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的高溫用閘閥，其特征在于，在相鄰的分割導(dǎo)向體之間形成有間 隙，該間隙作為熱膨脹余量。
3. 如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的高溫用閘閥，其特征在于，在分割導(dǎo)向體的端部形 成有未被焊接的非焊接部， 焊接部連續(xù)形成在分割導(dǎo)向體的長度方向的除了非焊接部之外的區(qū)域。
4. 如權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中任一項(xiàng)所述的高溫用閘閥，其特征在于，導(dǎo)向部件沿閥 芯的開閉方向具有與閥芯滑動接觸的導(dǎo)向面， 在相鄰的分割導(dǎo)向體的導(dǎo)向面的端部，形成有將角去除后的倒角部。
5. 如權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任一項(xiàng)所述的高溫用閘閥，其特征在于，分割導(dǎo)向體的 長度為200?400mm。
【文檔編號】F16K3/316GK104114920SQ201380009201
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月15日
【發(fā)明者】武田進(jìn), 森向平, 吉田泰太郎 申請人:株式會社久保田